DE202008010395U1 - Flow energy installation - Google Patents
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Abstract
Strömungsenergieanlage
mit wenigstens einem um eine Achse (A1) rotierenden, insbesondere walzenartigen
Rotor (1), der mehrere Rotorblätter (2) aufweist, wobei
– einem,
mehreren oder allen Rotorblättern (2) wenigstens ein wirkungsgradverbessernder
Luftleitflügel (3) zugeordnet ist, der in Drehrichtung
dem Rotorblatt (2) vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist
und/oder
– der
Rotor zumindest teilweise von wenigstens einem Wirkungsgrad verbessernden
Diffusorelement umgeben ist,
und wobei die Strömungsenergieanlage
mit flüssigen und/oder gasförmigen Medien bei
beliebiger Ausrichtung der Achse (A1) betreibbar ist.Flow energy plant with at least one about an axis (A1) rotating, in particular roller-like rotor (1) having a plurality of rotor blades (2), wherein
- One, several or all rotor blades (2) is associated with at least one efficiency-improving spoiler (3), which is upstream or downstream of the rotor blade (2) in the direction of rotation
and or
The rotor is at least partially surrounded by at least one efficiency-improving diffuser element,
and wherein the flow energy plant with liquid and / or gaseous media with any orientation of the axis (A1) is operable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Strömungsenergieanlage, insbesondere Windkraftanlage, die wenigstens einen um eine Achse rotierenden Rotor mit Rotorblättern aufweist.The The invention relates to a flow energy plant, in particular Wind turbine, the at least one rotating about an axis Rotor having rotor blades.
Bereits
die
In
Nach
Eine
Windkraftanlage mit frontal angeströmten Vertikalrotoren,
deren Anströmbereich aufwendig mit trichterartigen Einleit-
und Abdeckblechen versehen ist, zeigt
Mit
der in
Alle vorgenannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass deren Wirkungsgrad zu gering ist und dass diese generell nur mit vertikal ausgerichteten Rotorachsen als Windkraftanlagen einsetzbar sind.All The above solutions have the disadvantage that their Efficiency is too low and that these are generally only vertical aligned rotor axes are used as wind turbines.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strömungsenergieanlage zu schaffen, bei welcher die Energie, insbesondere die Bewegungsenergie eines strömenden Mediums mit einem hohen Wirkungsgrad in andere Energieformen überführt werden kann und welche mit gasförmigen oder flüssigen Medien betreibbar ist.task the invention is to provide a flow energy plant, in which the energy, in particular the kinetic energy of a flowing Medium transferred with a high degree of efficiency into other forms of energy can be and which with gaseous or liquid Media is operable.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The Task is solved with the features of the first protection claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die erfindungsgemäße Strömungsenergieanlage weist wenigstens einen um eine Achse rotierenden walzenartigen Rotor auf, der mehrere Rotorblätter aufweist, wobei
- – einem, mehreren oder allen Rotorblättern wenigstens ein wirkungsgradverbessernder Luftleitflügel zugeordnet ist, der in Drehrichtung dem Rotorblatt vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist und/oder
- – der Rotor zumindest teilweise von wenigstens einem wirkungsgradverbessernden Diffusorelement umgeben ist, und wobei die Strömungsenergieanlage mit flüssigen oder gasförmigen Medien bei beliebiger Ausrichtung der Achse des Rotors betreibbar ist.
- - One, several or all rotor blades at least one efficiency-improving air guide is assigned, which is upstream or downstream of the rotor blade in the direction of rotation and / or
- - The rotor is at least partially surrounded by at least one efficiency-improving diffuser element, and wherein the flow energy plant is operable with liquid or gaseous media with any orientation of the axis of the rotor.
Durch diese neuartige innovative Gestaltung der Strömungsenergieanlage einer neuen Generation ist diese vielfältig einsetzbar. Insbesondere die Verwendung mit gasförmigen Medien, d. h. der Einsatz als Windkraftanlage oder die Verwendung in flüssigen Medien, z. B. als Turbine in Staudämmen oder Flussläufen oder als Wasserrad mit ein und derselben Bauform eröffnet neue Möglichkeiten und gewährleistet eine kostengünstige Serienproduktion.By this innovative innovative design of the flow energy plant A new generation can be used in a variety of ways. In particular, use with gaseous media, d. H. the use as wind turbine or the use in liquid Media, eg. B. as a turbine in dams or rivers or opened as a waterwheel with one and the same design new opportunities and ensures a cost-effective Serial production.
Versuche haben gezeigt, dass insbesondere durch das neuartige „Doppelflügelprinzip" eine überragende Wirkungsgradverbesserung von ca. 30% zu verzeichnen ist.tries have shown that in particular by the novel "double wing principle" to achieve a superior efficiency improvement of approx. 30% is.
Bevorzugt ist jeweils ein Luftleitflügel zum Rotorblatt in einem Abstand in Drehrichtung angeordnet. Dabei sind der radial außen liegende Anfang des Rotorblattes und der radial außen liegende Anfang des Luftleitflügels um einen Winkel zueinander versetzt angeordnet.Prefers is in each case a baffle to the rotor blade in one Distance arranged in the direction of rotation. Here are the radially outside lying beginning of the rotor blade and the radially outer Start of the air deflector offset by an angle to each other arranged.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich der Abstand des Luftleitflügels zum Rotorblatt radial nach innen vergrößert.Farther it is advantageous if the distance of the airfoil enlarged radially inward toward the rotor blade.
Die Länge des Luftleitflügels kann kleiner sein als die Länge des Rotorblattes oder auch der Länge des Rotorblattes entsprechen.The Length of the airfoil may be less than the length of the rotor blade or the length correspond to the rotor blade.
Das Rotorblatt und/oder der Luftleitflügel sind im Querschnitt tragflächenprofilartig (aerodynamisch) ausgebildet.The Rotor blade and / or the airfoil are in cross section wing profile-like (aerodynamic) formed.
Der walzenartige Rotor weist sich in Achsrichtung der Achse erstreckende oder sich um dessen Rotationsachse wendelförmig windende Rotorblätter auf, deren jeweils vordere Fläche in Windrichtung konkav gekrümmt ist und deren dahinter liegende Fläche konvex gekrümmt ist. Jeder Rotorflügel weist eine radial außen liegende Außenkante und eine radial innen liegende Innenkante auf, die sich im Wesentlichen in Achsrichtung erstrecken. Auch die Luftleitflügel erstrecken sich in Achsrichtung der Achse und sind im Wesentlichen der Art der strömlinienförmigen Gestaltung der Rotorflügel nachgebildet, nur die radiale Erstreckung der Luftleitflügel und deren Dicke kann geringer sein als die radiale Erstreckung und die Dicke der Rotorflügel. Das Diffusorelement ist in einem definierten Abstand zum Rotor nach dem „Doppeldeckerprinzip" angeordnet. Das Diffusorelement ist bevorzugt als ein hohler Hüllkörper ausgebildet oder es besteht aus einem Grundkörper, der von einem Hüllkörper ummantelt ist. Der Grundkörper besteht dabei insbesondere aus miteinander verbundenen spantenartigen/plattenartigen Elementen, die in ihrer umfangsseitig gebildeten Außenkontur der zu erzeugenden Außenkontur des jeweiligen Diffusorelementes entsprechen. Die spantenartigen/plattenartigen Elemente bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, metallischem Werkstoff, Holz oder Kombinationen der vorgenannten Werkstoffe und sind mittels Verstrebungen miteinander verbunden. Auch die Verstrebungen können aus Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, metallischem Werkstoff, Holz oder Kombinationen der vorgenannten Werkstoffe bestehen. Die spantenartigen/plattenartigen Elemente und/oder die Verstrebungen weisen in Richtung zum Hüllkörper abgerundete Konturen auf, um Beschädigungen des Hüllkörpers zu vermeiden, insbesondere wenn dieser aus einem dünnen Membranmaterial bzw. Folienmaterial, Gewebe oder aus Stoff oder dünnwandigem Kunststoff besteht. Weiterhin kann der Hüllkörper aus metallischem Werkstoff (Blech) oder Kombinationen der vorgenannten Materialien bestehen und einen ein- oder mehrlagigen Aufbau aufweisen.Of the roller-type rotor has extending in the axial direction of the axis or spiraling about its axis of rotation Rotor blades on, their respective front surface curved concavely in the wind direction and behind it lying surface is convex curved. Each rotor blade points a radially outer outer edge and a radially inward inner edge, which is substantially in Extend axial direction. Also, the air vanes extend in the axial direction of the axis and are essentially the type the streamlined design of the rotor blades simulated, only the radial extent of the air vanes and whose thickness may be less than the radial extent and the thickness of the rotor blades. The diffuser element is in one defined distance to the rotor according to the "double-decker principle" arranged. The diffuser element is preferably as a hollow enveloping body trained or it consists of a basic body of encased in an enveloping body. The main body consists in particular of interconnected frame-like / plate-like Elements that in their peripherally formed outer contour of the to be generated outer contour of the respective diffuser element correspond. The spantenartigen / plate-like elements exist preferably made of plastic, fiber-reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, metallic material, wood or combinations of the aforementioned materials and are by means of Braces interconnected. Even the bracing can made of plastic, fiber-reinforced plastic, glass fiber reinforced Plastic, metallic material, wood or combinations of consist of the above materials. The spantenartigen / plate-like Elements and / or the struts point towards the enveloping body Rounded contours on to damage the envelope to avoid, especially if this one of a thin Membrane material or film material, fabric or fabric or thin-walled plastic. Furthermore, the enveloping body made of metallic material (sheet metal) or combinations of the aforementioned Made of materials and have a single or multi-layer structure.
Weiterhin ist es möglich, die im Grundkörper durch den spantenartigen Aufbau vorhandenen Zwischenräume auszufüllen, z. B. mit Schaumstoff, Strukturschaum, Hartschaum, granulatartigem oder flockenartigem Material.Farther It is possible that in the main body by the spantenartigen To fill up existing spaces, z. B. with foam, structural foam, rigid foam, granular or flake-like material.
Weiterhin ist es möglich, das Diffusorelement massiv auszubilden, z. B. aus geschäumtem oder gegossenem Material.Farther is it possible to massively form the diffuser element, z. B. of foamed or cast material.
Das bzw. die Diffusorelement/e sind insbesondere strömlinienförmig gestaltet und bereichsweise in Richtung zum Rotor so gewölbt, dass sie dem Verlauf eines, die nach außen weisenden Enden der Rotorblätter umspannenden, Hüllkreises angepasst sind. Bevorzugt ist beidseitig zu jedem Rotor an zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Rotors ein Diffusorelement angeordnet, so dass für jeden Rotor eine Einströmöffnung und eine Ausströmöffnung gebildet wird, wobei die Diffusorelemente im Querschnitt tragflächenprofilartig ausgebildet sind. Die Diffusorelemente erstrecken sich zwischen einer ersten Abschlussplatte und einer zweiten Abschlussplatte, wobei die erste Abschlussplatte und/oder die zweite Abschlussplatte nach außen gewölbt sind. Zwischen der ersten Abschlussplatte und der zweiten Abschlussplatte ist wenigstens ein Rotor drehbar gelagert. Es können zwischen der ersten Abschlussplatte und der zweiten Abschlussplatte auch zwei oder mehr Rotoren in Strömungsrichtung nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Der Rotor weist wenigstens zwei äußere Rotorplatten auf, zwischen denen sich die Rotorblätter erstrecken. Zwischen den zwei äußeren Rotorplatten können eine oder mehrere dritte, die Rotorblätter stabilisierende, Rotorplatten angeordnet sein. Die Rotorplatten sind bevorzugt kreisförmig ausgebildet.The or the diffuser element / s are in particular streamlined designed and partially arched towards the rotor, that they follow the course of one, the outward-pointing ends the rotor blades spanning, enveloping circle are adapted. Preference is given on both sides to each rotor at two opposite Longitudinal sides of the rotor arranged a diffuser element so that for each rotor an inflow opening and an outflow opening is formed, wherein the diffuser elements in cross-section wing profile-like are formed. The diffuser elements extend between a first end plate and a second end plate, wherein the first end plate and / or the second end plate are arched outwards. Between the first end plate and the second end plate, at least one rotor is rotatable stored. It can be between the first end plate and the second end plate also two or more rotors in the flow direction be arranged side by side and / or one above the other. The rotor has at least two outer rotor plates, between which the rotor blades extend. Between the two outer rotor plates can have a or a plurality of third, the rotor blades stabilizing, Rotor plates can be arranged. The rotor plates are preferably circular educated.
Der Rotor weist umfangsseitig mehrere nebeneinander angeordnete Rotorblätter auf. Weiterhin können auch in „doppelstöckiger" oder „mehrstöckiger" Bauform Rotorblätter übereinander bzw. nebeneinander (je nach Ausrichtung der Rotationsachse) kombiniert sein. Diese übereinander/nebeneinander angeordneten Rotorblätter des Rotors können zueinander fluchten oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein.Of the Rotor has circumferentially a plurality of juxtaposed rotor blades on. Furthermore, also in "double-decker" or "multi-level" design rotor blades one above the other or side by side (depending on the orientation of the axis of rotation) combined be. These superimposed / juxtaposed rotor blades of the rotor can be aligned with each other or in the circumferential direction be arranged offset from each other.
Die Außenkontur des Hüllkörpers des Diffusorelementes oder die Außenkontur des massiven Diffusorelementes weist in Anströmrichtung des Windes Kanten auf, welche eine Einströmöffnung und in Abströmrichtung Kanten, welche eine Ausströmöffnung bilden.The Outer contour of the enveloping body of the diffuser element or the outer contour of the massive diffuser element has in the direction of flow of the wind edges, which an inflow opening and in the outflow direction edges which an outflow opening form.
Ausgehend von der Anströmrichtung des Windes verjüngt sich der Abstand zwischen den aufeinander zuweisenden Flächen des Hüllkörpers des/der Diffusorelemente, ist anschließend dem Verlauf/Durchmesser des Rotors angepasst und erweitert sich nach dem Rotor wieder. Die nach außen weisenden Flächen des Hüllkörpers der Diffusorelemente sind bevorzugt spiegelbildlich zueinander ausgebildet.outgoing from the direction of flow of the wind tapers the distance between the surfaces facing each other of the enveloping body of the diffuser element (s) then adapted to the course / diameter of the rotor and expands after the rotor again. The outward facing surfaces of the envelope of the Diffuser elements are preferably formed mirror images of each other.
Die von der Kante zum Rotor verlaufende Fläche des Hüllkörpers des Diffusorelementes weist bevorzugt eine konkav-konvexe Krümmung auf.The from the edge to the rotor extending surface of the envelope the diffuser element preferably has a concave-convex curvature on.
Die konvexe Krümmung eines Rotorblattes und die konvexe Krümmung eines Luftleitflügels weisen insbesondere in Drehrichtung.The convex curvature of a rotor blade and the convex curvature of a spoiler have in particular in the direction of rotation.
Die mit der Strömungsenergieanlage bereit gestellte Energie ist über einen Generator zur Stromerzeugung nutzbar bzw. kann auch direkt zum Aufladen einer Batterie verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, deren Rotation zur Erzeugung von Warmwasser einzusetzen.The provided with the flow energy plant energy is available via a generator for generating electricity or can also be used directly to charge a battery. Farther It is possible to rotate them to produce hot water use.
Die Strömungsenergieanlage ist bevorzugt so konzipiert, dass sie in jede beliebige Richtung schwenkbar ist. Dadurch ist diese mit einer vertikal oder horizontal ausgerichteten ersten Achse des Rotors sowohl als Windkraftanlage als auch als Turbine in flüssigen Medien (Flussläufen, Staudämmen) einsetzbar.The Flow energy plant is preferably designed so that it is pivotable in any direction. This is what this is with a vertically or horizontally oriented first axis of the Rotor as a wind turbine as well as a turbine in liquid Media (rivers, dams) can be used.
Bei Verwendung in strömenden Medien, insbesondere Flüssen oder Kanälen kann eine Strömungsenergieanlage mit einer vertikalen Achse (A1) im Grundbereich des Wasserlaufes befestigt werden, so dass diese unabhängig vom Wasserstand arbeitet, da auch bei einem geringen Pegelstand noch ein Teil der Anlage durchströmt wird.at Use in flowing media, especially rivers or channels can be a flow energy plant with a vertical axis (A1) in the base of the watercourse be attached so that these are independent of the water level works, because even at a low water level still a part of System is flowed through.
Ist die Achse der Strömungsenergieanlage horizontal gelagert, so ist es möglich, diese „schwimmend" im Wasserlauf zu verankern, so dass sich diese mit dem Pegel hebt oder senkt und somit ebenfalls unabhängig vom Pegelstand betreibbar ist.is the axis of the flow energy plant is stored horizontally, so it is possible this "floating" in the watercourse anchor so that it raises or lowers with the level and thus also independently of the water level is operable.
Wird die Strömungsenergieanlage als Windkraftanlage verwendet, so ist eine Verstellbarkeit des Diffusors entsprechend der Windrichtung vorteilhaft, so dass die Anströmöffnung immer in Windrichtung zeigt bzw. ausgerichtet wird.Becomes the flow energy plant used as a wind turbine, such is an adjustability of the diffuser according to the wind direction advantageous, so that the inflow opening always pointing in the wind direction or is aligned.
Dies kann z. B. mittels einer fahnenartigen Anordnung auf der Windkraftanlage realisiert werden. Dies ist eine einfache und störungsfreie Möglichkeit der selbsttätigen Ausrichtung des Diffusorgehäuses.This can z. B. by means of a flag-like arrangement on the wind turbine will be realized. This is a simple and trouble-free Possibility of automatic alignment of the Diffuser housing.
Die Windkraftanlage weist wenigstens einen um eine erste vertikale Achse rotierenden Rotor mit mehreren Rotorblättern auf, wobei erfindungsgemäß jedem Rotorblatt wenigstens ein Luftleitflügel zugeordnet ist, der in Drehrichtung dem Rotorblatt vorgeschaltet ist.The Wind turbine has at least one about a first vertical axis rotating rotor with multiple rotor blades, wherein According to the invention, each rotor blade at least one Assigned to the vanes, in the direction of rotation the Rotor blade is connected upstream.
Der Länge des Rotors entsprechend erstrecken sich ein- oder beidseitig zu diesem die Diffusorelemente. Bei Verwendung von zwei Diffusorelementen wird durch diese in Anströmrichtung des Windes vor dem Rotor eine Einstromöffnung und hinter dem Rotor eine Ausströmöffnung gebildet. In Anströmrichtung des Windes verjüngt sich dabei die Einströmöffnung auf eine Breite, die ca. 50% des Durchmessers des Rotors entspricht. Die Ausströmöffnung verbreitert sich demgegenüber nach dem Rotor auf ca. das Doppelte des Durchmessers des Rotors. Die Diffusorelemente sind auf der Grundplatte befestigt, auf welcher ebenfalls der Rotor drehbar gelagert ist. Die Abschlussplatte ist bei vertikaler Achsrichtung z. B. auf einem Mast um eine zweite Achse schwenkbar gelagert. Da die Diffusorelemente mit der Grundplatte verbunden sind und der Rotor zwischen Grund- und Deckplatte angeordnet ist, vollführen diese gemeinsam die Schwenkbewegung um die vertikale zweite Achse. Die Achsen der Grundplatte und des Rotors fluchten oder sind voneinander beabstandet, wodurch eine bessere Nachführung der Anlage in Abhängigkeit von der Windrichtung gewährleistet wird.Of the Length of the rotor corresponding to extend or on both sides of this the diffuser elements. When using two Diffuser elements is characterized by this in the direction of flow of the Wind in front of the rotor an inlet opening and behind the rotor formed an outflow. In the direction of flow the wind thereby tapers the inflow opening to a width corresponding to about 50% of the diameter of the rotor. The discharge opening widened in contrast after the rotor to about twice the diameter of the rotor. The diffuser elements are mounted on the base plate on which also the rotor is rotatably mounted. The end plate is in the vertical axis direction z. B. on a mast for a second Axis pivotally mounted. Since the diffuser elements connected to the base plate are and the rotor is arranged between the base and cover plate, Together they perform the pivoting movement around the vertical second axis. The axes of the base plate and the rotor are aligned or are spaced apart, resulting in better tracking the system is guaranteed depending on the wind direction becomes.
Es ist möglich, ein oder zwei Diffusorelemente zu verwenden. Bevorzugt ist das eine Diffusorelement radial nach außen so gewölbt, dass es dem Verlauf eines, die nach außen weisenden Enden der Rotorblätter umspannenden, Hüllkreises angepasst ist. Der innere Krümmungsradius des Diffusorelements wird dabei entsprechend des gewünschten Abstandes von den Rotorblättern gewählt. Die Länge des Diffusorelements sollte in etwa dem Abstand der nach außen weisenden Kanten zweier Rotorblätter entsprechen. Die Schwenkbewegung des Diffusorelementes kann, wie vorgenannt bereits beschrieben, z. B. in Abhängigkeit von einer, durch den Wind drehbaren, Windfahne gesteuert werden. Es ist jedoch auch möglich, dass sich das Diffusorelement bei einer zur Rotorachse beabstandeten Schwenkachse selbst entsprechend der Windrichtung nachstellt. Die Höhe des Diffusorelementes sollte in etwa der Höhe des Rotors entsprechen.It it is possible to use one or two diffuser elements. Preferably, this is a diffuser element radially outward so arched that it is the course of one, the outward pointing ends of the rotor blades spanning, enveloping circle is adjusted. The inner radius of curvature of the diffuser element is doing according to the desired distance from the Rotor blades selected. The length of the Diffuser element should be approximately the distance from the outside corresponding edges of two rotor blades correspond. The pivoting movement the diffuser element can, as already described above, for. B. depending on a, rotatable by the wind, Wind vane can be controlled. However, it is also possible in that the diffuser element is at a distance from the rotor axis Swivel axis adjusts itself according to the wind direction. The height of the diffuser element should be approximately the height of the rotor correspond.
Es ist weiterhin möglich, die erfindungsgemäße Strömungsenergieanlage in Land-, Luft- und Wasserfahrzeugen je nach Einsatzgebiet in Verbindung mit entsprechenden Abtrieben und Umsetzern zur Energieerzeugung aus dem Wind bzw. Fahrtwind und/oder aus strömenden flüssigen Medien einzusetzen.It is still possible, the inventive Flow energy plant in land, air and water vehicles depending on the application in conjunction with appropriate power take-offs and converters for generating energy from the wind or wind and / or to use from flowing liquid media.
Z. B. kann diese in PKWs oder LKWs in die Frontseite im Bereich des Kühlergrills eingebaut werden. Dies erfolgt bevorzugt mit einer horizontal ausgerichteten Rotationsachse des Rotors. Die Windkraftanlage kann dann z. B. in Verbindung mit einem Generator zum Aufladen einer Batterie genutzt werden, die wiederum zum Antreiben des Fahrzeuges verwendet wird.Z. B. can this in cars or trucks in the front in the area of Radiators are installed. This is preferably done with a horizontally oriented axis of rotation of the rotor. The wind turbine can then z. B. in conjunction with a generator for charging a Battery used, in turn, used to drive the vehicle becomes.
Die Strömungsenergieanlage ist jedoch auch in Kombination mit hydraulischen und/oder pneumatischen und/oder anderen elektrischen Systemen oder in Kombination mit einem Verbrennungsmotor in der Art eines Hybriden Systems betreibbar. Weiterhin ist es möglich, diese in der Raumfahrt einzusetzen.The However, flow energy plant is also in combination with hydraulic and / or pneumatic and / or other electrical Systems or in combination with an internal combustion engine in the Type of hybrid system operable. Furthermore, it is possible to use them in space travel.
Durch die Anordnung von ein oder zwei der Diffusorelementen in relativ geringem Abstand von den Rotorblättern und die trichterförmige Erweiterung in und entgegen der Windrichtung, über die Diffusorelemente tangential angeströmt wird, in Verbindung mit der Verwendung der Luftleitflügel, ist eine überraschend starke Sogwirkung und ein Unterdruck in Abströmrichtung des Windes zu verzeichnen, die eine große Steigerung der Durchströmgeschwindigkeit und damit der Drehzahl des Rotors zur Folge hat. Dadurch kann die Leistung der Windkraftanlage um ca. 30% gesteigert werden.By the arrangement of one or two of the Diffuser elements at a relatively short distance from the rotor blades and the funnel-shaped extension in and against the wind direction, is flowed through the diffuser elements tangentially, in conjunction with the use of the air vanes, a surprisingly strong suction effect and a negative pressure in the outflow direction of the wind is recorded, the large increase in the flow rate and thus the speed of the rotor has the consequence. As a result, the power of the wind turbine can be increased by about 30%.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to embodiments and associated drawings explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Die
Luftleitflügel
Der
Rotor
Von
der oberen Abschlussplatte
Die
dreidimensionale Darstellung eines Rotors
Zwischen
der ersten Kante
Die
Rotorblätter
Die
inneren Längskanten der Rotorblätter
Die
Darstellung eines ersten spantenartigen/plattenartigen Elementes
Analog
ist das zweite Diffusorelement aufgebaut. Das zweite spantenartige/plattenartige
Elemente
Gem.
Nun
werden beide Diffusorelemente
In
In
Gemäß
Die
Strömungsenergieanlage S wurde auf dem Grund des Kanals
Die
Verwendung einer „schwimmenden" horizontalen Strömungsenergieanlage
S zur Stromerzeugung in der Vorderansicht in Kanal
Beim Einsatz der Strömungsenergieanlage S in Flüssen oder Kanälen wird der Lebensraum der Fische nicht beeinträchtigt, da sich die Anlage entsprechend der Strömung des Wassers dreht und durch diese keine Scherwirkung erzeugt wird. Die Fische können durch die Anlage hindurch oder auch an der Anlage vorbei schwimmen.At the Use of the flow energy plant S in rivers or canals does not affect the habitat of the fish, since the plant according to the flow of water turns and no shearing action is generated by them. The fish can pass through the plant or to the plant swim by.
Die
Darstellung einer in einen PKW
In
allen vorgenannten Beispielen gem.
Mit Hilfe des Getriebes wird z. B. die Leistung des Rotors der Strömungsenergieanlage in Form einer geringen Drehzahl und einem hohen Drehmoment in eine Leistung, die man für einen Generator benötigt, d. h. eine hohe Drehzahl und ein geringeres Drehmoment gewandelt. Die durch die Rotation des Rotors bereitgestellte Leistung wird durch das in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellte Getriebe an die entsprechenden abnehmenden Aggregate (Generator, Pumpe usw.) weitergeleitet.With Help the transmission is z. B. the power of the rotor of the flow energy plant in the form of low speed and high torque in one Power needed for a generator d. H. a high speed and a lower torque converted. The power provided by the rotation of the rotor becomes by not shown in the embodiments Gearbox to the corresponding decreasing aggregates (generator, Pump, etc.) forwarded.
Weiterhin ist es gemäß nicht dargestellter Ausführungsbeispiele möglich, durch die Strömungsenergieanlage eine Pumpe anzutreiben.Farther it is according to non-illustrated embodiments possible, through the flow energy plant a To drive pump.
Die Strömungsenergieanlage ist beliebig schwenkbar und kann mit horizontal oder vertikal ausgerichteten Rotorachsen arbeiten. Es ist auch möglich, die Strömungsenergieanlage (sinnbildlich innerhalb eines gedachten kugelförmigen Körpers) in jede beliebige Position zu schwenken.The Flow energy plant is arbitrarily swiveling and can working with horizontally or vertically oriented rotor axes. It is also possible to use the flow energy system (symbolically within an imaginary spherical body) to swing in any position.
Die erfindungsgemäße Lösung ist somit für vielfältige Anwendungsgebiete einsetzbar.The inventive solution is thus versatile Fields of application can be used.
Durch die Beschleunigung der Windgeschwindigkeit im Strömungskörper (Diffusorelemente) insbesondere in Kombination mit den Luftleitelementen kann die Energieausbeute im Vergleich zu herkömmlichen Strömungsenergieanlagen um mehr als das 5-fache gesteigert werden.By the acceleration of the wind speed in the flow body (Diffuser elements) in particular in combination with the air guide elements can the energy yield compared to conventional Flow energy systems increased by more than 5-fold become.
Herkömmliche, insbesondere dreiflüglige horizontale Windkraftanlagen, können unzumutbare akustische und visuelle Effekte erzeugen. Der Geräuschpegel liegt oft über 35 dB, was insbesondere nachts als störend empfunden wird. Weiterhin kann der Wechsel zwischen Licht und Schatten und insbesondere bei Sonnenschein der "Disco-Effekt", wenn Licht unregelmäßig von den blanken Flächen der Rotorflügel reflektiert wird, auf Dauer unerträglich werden.conventional in particular three-bladed horizontal wind turbines, can create unacceptable acoustic and visual effects. The noise level is often over 35 dB, especially at night is distracting. Furthermore, the change between light and shadow and especially in the sunshine of the "Disco effect" when light is irregular from the bare surfaces of the rotor blades is reflected, become unbearable in the long term.
Diese Nachteile treten mit der erfindungsgemäßen Windkraftanlage nicht auf, denn diese arbeitet mit einem sehr geringen Geräuschpegel, der nahezu bei Null liegt, bzw. lediglich dem natürlichen Windgeräusch entspricht.These Disadvantages occur with the wind turbine according to the invention not on, because this works with a very low noise level, which is close to zero, or just the natural wind noise equivalent.
Durch die Verwendung des Diffusors bzw. der Diffusorelemente tritt ein störender Licht-Schatten-Wechsel nicht auf. Dadurch ist es möglich, die Windkraftanlagen auch in der Nähe von Anwohnungen aufzustellen.By the use of the diffuser or the diffuser elements occurs disturbing light-shadow change not on. This is it's possible the wind turbines are also nearby of housing.
Die
großen Außenflächen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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